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| 名前 | |
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| IUPAC名
マレイミド
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| 推奨されるIUPAC名
1 H -ピロール-2,5-ジオン | |
| その他の名前
2,5-ピロルジオン
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| 3DMet |
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| チェビ |
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.007.990 |
| EC番号 |
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| ケッグ |
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パブケム CID
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| Ｃ4Ｈ3ＮＯ2 | |
| モル質量 | 97.07グラム/モル |
| 融点 | 91～93 °C (196～199 °F; 364～366 K) |
| 有機溶剤 | |
| 危険 | |
| GHSラベル: | |
  
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| 危険 | |
| H301、H314、H317 | |
| P260、P261、P264、P270、P272、P280、P301+P310、P301+P330+P331、P302+P352、P303+P361+P353、P304+P340、P305+P351+P338、P310、P321、P330、P333+P313、P363、P405、P501 | |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
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マレイミドは、化学式H 2 C 2 (CO) 2 NH（図を参照）で表される化合物である。この不飽和イミドは、有機合成において重要な構成要素である。この名前は、マレイン酸とイミド（-C(O)NHC(O)-官能基）を短縮したものである。マレイミドはまた、NH基がそれぞれメチルまたはフェニルなどのアルキル基またはアリール基に置き換えられた親マレイミドの誘導体のクラスを表す。置換基は、小分子（ビオチン、蛍光染料、オリゴ糖、または核酸など）、反応基、またはポリエチレングリコールなどの合成ポリマーであることもできる。[1]マレイミド-ポリエチレングリコールで化学的に修飾されたヒトヘモグロビンは、MP4と呼ばれる血液代替物である。
有機化学
マレイミドおよびその誘導体は、無水マレイン酸をアミンで処理し、続いて脱水することによって製造される。[2]マレイミドの反応性の特徴は、マイケル付加またはディールス・アルダー反応のいずれかによって二重結合を越えた付加を受けやすいことである。ビスマレイミドは、リンカーを介して窒素原子で結合した2つのマレイミド基を持つ化合物のクラスであり、熱硬化性ポリマー化学において架橋剤として使用される。活性化N-ヒドロキシスクシンイミドエステルなどの別の反応性基と結合したマレイミド基を含む化合物は、マレイミドヘテロ二官能性試薬と呼ばれる（） 。[1]
天然マレイミド
天然マレイミドとしては、ストレプトマイセス・ショードエンシス由来の細胞毒性ショードマイシン[3]や、Pe.マルチカラー由来のペンコリド[3]が報告されている。ファリノマレインは、2009年に昆虫病原性真菌イサリア・ファリノサ（パエシロマイセス・ファリノサス）（H599株、日本）から初めて単離された。 [4]
バイオテクノロジーと医薬品への応用
マレイミドを介した方法論は、バイオコンジュゲーションで最もよく使用されているものの1つです。[5] [ 6]タンパク質中のシステイン残基に対する反応の速さと高い選択性のため、多種多様なマレイミドヘテロ二官能性試薬が、標的治療薬、生物学的文脈におけるタンパク質の研究用アセンブリ、タンパク質ベースのマイクロアレイ、またはタンパク質の固定化の調製に使用されています。[7] たとえば、抗体薬物複合体は、モノクローナル抗体、細胞傷害性薬物、および多くの場合マレイミド基を含むリンカー分子の3つの主要成分で構成され、チオールまたはジエンを介して薬物を抗体に結合します。[8] [9]
ポリエチレングリコール鎖に結合したマレイミドは、タンパク質を表面に付着させるための柔軟な結合分子としてよく使用されます。二重結合は、システインにあるチオール基と容易に逆マイケル反応を起こし、安定した炭素硫黄結合を形成します。システインは、スルフィドリル基との完全なバイオコンジュゲーションが急速に進行し、細胞毒性薬の取り込みレベルを高めることができるため、治療目的の部位選択的修飾によく使用されます。[10]ポリエチレン鎖のもう一方の端をビーズまたは固体支持体に結合すると、これらの分子がチオール基を持っていない限り、溶液中の他の分子からタンパク質を簡単に分離できます。
マレイミド官能化ポリマーおよびリポソームは、チオール含有ムチンとの反応により、粘膜表面への接着能力（粘膜接着）が向上します。 [11] [12] [13]これは、経粘膜薬物送達のための剤形の設計に応用できる可能性があります。
マレイミド-チオール付加物を生成する逆マイケル反応は、精密な制御を必要とする。付加物を含む薬剤の標的化能力は、生体内での不安定性のために容易に阻害されたり失われたりし得る。[14]この不安定性は主に、グルタチオンとのチオール交換反応に関与する可能性のあるチオスクシンイミドの形成に起因する。その後にB-脱離反応が起こり、標的外の活性と薬剤の有効性の喪失をもたらす。[9]
チオスクシンイミドなどのチオエステルを安定化し、薬剤中のオフターゲット効果を排除する一般的な方法は存在しない。チオール交換に関連する問題は、チオスクシンイミドを加水分解することで緩和でき、マレイミド-チオール結合の除去を防ぐことができる。開環加水分解のプロセスには特殊な触媒と塩基が必要であり、これらは生体適合性がなく、過酷な条件につながる可能性がある。あるいは、正に帯電した環境のシステインまたは電子吸引基により、チオスクシンイミド環が自己加水分解を受けることができる。[14]
加水分解に関するもう一つの問題は、N-アリール置換誘導体の代わりにN-アルキル置換誘導体に適用された場合に生じる。なぜなら、N-アルキル置換誘導体は加水分解速度が遅すぎて、一貫して安定した付加物が得られないからである。[9]
技術応用
スチレン無水マレイン酸と同様に、マレイミドとスチレンの共重合体が商品化されている。[15]
モノマレイミドおよびビスマレイミドベースのポリマーは、250 °C (480 °F) までの高温用途に使用されます。[16]ゴム鎖に結合したマレイミドは、タイヤのゴムを強化するための柔軟な結合分子としてよく使用されます。二重結合は、マトリックスにあるすべてのヒドロキシ、アミン、またはチオール基と容易に反応し、それぞれ安定した炭素-酸素、炭素-窒素、または炭素-硫黄結合を形成します。これらのポリマーは、複合材料の高温用途に航空宇宙で使用されています。ロッキード・マーティンのF-22は熱硬化性複合材料を広く使用しており、ビスマレイミドと強化エポキシは、それぞれ重量で構造の最大 17.5% と 6.6% を占めています。[17]ロッキード・マーティンの F-35B (この米国戦闘機の STOVL バージョン) は、高度な炭素繊維熱硬化性ポリマーマトリックス複合材料の使用に加えて、ビスマレイミド材料で構成されていると言われています。[18]
参照
参考文献
- ^ ab Hermanson G (2013). 「第6章: ヘテロ二官能性架橋剤」.バイオコンジュゲート技術. Elsevier. pp. 299–339. doi :10.1016/B978-0-12-382239-0.00006-6. ISBN 978-0-12-382239-0。
- ^ Cava MP、Deana AA、Muth K、Mitchell MJ (1973)。「N-フェニルマレイミド」。有機合成;全集第5巻、944ページ。
- ^ ab Birkinshaw JH、Kalyanpur MG 、 Stickings CE（1963年2月）。「微生物の生化学の研究。113. Penicillium multicolor Grigorieva-ManilovaおよびPoradielovaの窒素含有代謝産物であるペンコリド」。生化学 ジャーナル。86（2）：237–243。doi ： 10.1042 /bj0860237。PMC 1201741。PMID 13971137。
- ^ Putri SP、Kinoshita H、Ihara F、Igarashi Y 、 Nihira T (2009 年 8 月)。「昆虫病原菌 Paecilomyces farinosus 由来のマレイミド含有化合物、ファリノマレイン」。Journal of Natural Products。72 (8): 1544–6。doi :10.1021/np9002806。PMID 19670877 。
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- ^ 「ロッキード・マーティン F-35B は UFO テクノロジーを誇り、米国代表チームのために戦う」 International Science Times、2013 年 8 月 21 日。2014 年 2 月 21 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年1 月 28 日閲覧。
外部リンク
- MP4 ウェブサイト、今月の分子、2004 年 12 月